STRUTTURA E FUNZIONE

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1 STRUTTURA E FUNZIONE

2 O 2 non solubile in acqua Esistono due proteine che permettono il trasporto di O 2 nel corpo emoglobina (Hb) si trova nei globuli rossi Trasporta anche CO 2 and H + Mioglobina (Mb) si trova nei muscoli

3 Mb and Hb legano O 2 grazie alla presenza del gruppo eme eme Gruppo prostetico Consiste di: Protoporphyrina Fe 2+ (ferrous) nella forma ridotta lo ione Fe 2+ accetta 6 legami di coordinazione ordinati secondo i vertici di un ottaedro

4 COME SI LEGA L OSSIGENO? Il Fe (allo stato ferroso) forma sei legami di coordinazione: 4 con gli N dell anello porfirinico Il 5 con l His Il 6 con l O2

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7 Monomerica Struttura terziaria 153 AA α-elica all 80% Sacca idrofoba che contiene EME Presente nelle cellule muscolari Legame con O 2 noncooperativo Trasporta O 2 Oligomerica Struttura quaternaria 4 sub-unità: 2α e 2β organizzate a coppie αβ Ogni α 141 AA Ogni β 146 AA Ogni sub-unità lega un EME Presente nei globuli rossi Legame con O 2 cooperativo Trasporta O 2, H + e CO 2

8 ALLOSTERISMO - MODALITA DI REGOLAZIONE DELLA FUNZIONE DI ALCUNE PROTEINE - Una sostanza può essere legata reversibilmente da una proteina: viene definita ligando di quella proteina -la proteina forma un complesso con il ligando, legandolo a livello di uno specifico sito di legame

9 la formazione del legame di un ligando ad un sito altera le proprietà dell altro sito, in particolare la sua affinità per il secondo ligando cooperatività: Può essere: -positiva: la modificazione aumenta la capacità di legame -negativa: la modificazione diminuisce la capacità di legame effettori allosterici: 1) effettori allosterici omotropici: (il substrato è esso stesso effettore) 2) effettori allosterici eterotropici (effettore diverso da substrato)

10 la coordinazione di una molecola di O 2 ad una sub unità dell emoglobina favorisce la coordinazione di una seconda molecola di O 2 ad un altra subunità e così via fino all assorbimento di 4 molecole di O 2. Tale effetto è noto come cooperativo. Questo viene descritto dall andamento SIGMOIDEO della curve di affinitò per l ossigeno 1 1 O2 O2 O2.. O

11 Nel sangue la solubilità dell O 2 è molto maggiore che in acqua: - In acqua la solubilità è 6.6 cm 3 in 1 dm 3 a 293 K e 1 atm ovvero di 3 x 10-4 M -Nel sangue, nelle stesse condizioni di T e P, la solubilità sale a 200 cm 3 cioè 9 x 10-3 M -L assorbimento dell ossigeno da parte dell emoglobina o della mioglobina viene usualmente descritto da curve di ossigenazione in cui si riporta la frazione di proteina ossigenata in funzione della pressione parziale dell ossigeno. In queste curve il 100% corrisponde alla saturazione, cioè all assorbimento di una molecola di O 2 da parte di tutte le molecole di mioglobina o di quattro molecole di O 2 da parte di tutte le molecole di emoglobina.

12 : inizialmente:la pendenza della curva dell affinità per l O2 è bassa perché le subunità competono indipendentemente per il legame al primo O2 dopo:quando una molecola di O2 si è legata ad una subunità, l affinità delle altre subunità aumenta e quindi aumenta la pendenza della curva

13 Nei polmoni la P(O 2 ) è circa tre volte maggiore che nei tessuti ( contro mmhg) Nei polmoni, dove ci sono elevate pressioni di O 2, l Hb assorbe efficentemente l O 2 venendo praticamente saturata Nei tessuti, dove le pressioni di O 2 sono basse, Hb è meno efficiente di Mb e rilascia l O 2 alla Mb che mantiene il 90% della saturazione Emoglobina trasporto di O 2 Mioglobina immagazzinamento O 2

14 H + è un antagonista del legame di O 2 ad Hb al diminuire del ph è favorita la dissociazione dell O 2 dalla Hb consente di rifornire con altro O 2 i muscoli che si stanno contraendo attivamente, nei quali la po 2 può essere anche inferiore ai 20 torr tali muscoli generano acido lattico velocemente si produce un abbassamento del ph nel sangue si stimola il rilascio di O 2 da parte di Hb Hb(O 2 ) n H x+ + O 2 Hb(O 2 ) n+1 + xh +

15 CO 2 è presente libera o nei globuli rossi come HCO 3-, il ph si abbassa e diminuisce affinità di Hb per O 2 nei polmoni viene eliminata CO 2 con espirazione, si alza il ph e aumenta affinità di Hb per O 2 Hb trasporta CO 2 come carbammato ( circa 15%)

16 CO 2 si combina con i gruppi amminici non carichi, e questo favorisce il rilascio di Ossigeno

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